يقوم الباحثون بإنشاء أقطاب ذهبية ناعمة وموصلة للجهاز العصبي
مصر:إيهاب محمد زايد
الأقطاب الكهربائية ناعمة مثل الأعصاب، وقابلة للتمدد، وموصلة للكهرباء، ومن المتوقع أن يكون لها عمر طويل داخل الجسم.
تتكون الأقطاب الكهربائية الناعمة من خيوط رفيعة للغاية من الذهب ومطاط السيليكون الناعم.
الذهب مادة يصعب تشكيلها على شكل خيوط طويلة ونحيلة.
ابتكر الباحثون في جامعة لينشوبينغ أسلاكًا ذهبية نانوية وطوّروا أقطابًا كهربائية ناعمة يمكن توصيلها بالجهاز العصبي.
تم تصميم الأقطاب الكهربائية لتكون ناعمة مثل الأعصاب، وقابلة للتمدد، وموصلة للكهرباء، ومن المتوقع أن يكون لها عمر طويل داخل الجسم.
أعصاب من ذهب
يمكن استخدام هذا المعدن الثمين في الواجهات اللينة لتوصيل الإلكترونيات بالجهاز العصبي للأغراض الطبية.
يمكن استخدام هذه التكنولوجيا للتخفيف من حالات مثل الصرع أو مرض باركنسون أو الشلل أو الألم المزمن.
ومع ذلك، فإن إنشاء واجهة حيث يمكن للإلكترونيات أن تتفاعل مع الدماغ أو أجزاء أخرى من الجهاز العصبي يمثل تحديات فريدة من نوعها.
“إن الموصلات الكلاسيكية المستخدمة في الإلكترونيات هي معادن صلبة وصلبة للغاية. تشبه الخصائص الميكانيكية للجهاز العصبي الهلام الناعم. من أجل الحصول على نقل دقيق للإشارة، نحتاج إلى الاقتراب جدًا من الألياف العصبية المعنية، ولكن نظرًا لأن الجسم في حركة مستمرة، فإن تحقيق اتصال وثيق بين شيء صلب وشيء ناعم وهش يصبح مشكلة. وقال كلاس تيبرانت، أستاذ علوم المواد في مختبر الإلكترونيات العضوية بجامعة لينشوبينغ، الذي قاد البحث.
الموصلية الجيدة
يهتم الباحثون بصنع أقطاب كهربائية ذات موصلية عالية وخواص ميكانيكية تحاكي نعومة الجسم.
في السنوات الأخيرة، أظهرت دراسات متعددة أن الأقطاب الكهربائية الناعمة قد تسبب ضررًا أقل للأنسجة مقارنة بالأقطاب الكهربائية الصلبة.
في دراسة حديثة نشرت في مجلة سمول، قام فريق من الباحثين في جامعة لينشوبينغ بصنع أسلاك ذهبية نانوية – وهي أرق بألف مرة من شعرة الإنسان – ووضعوها في مادة مرنة لإنتاج أقطاب كهربائية دقيقة ناعمة.
“لقد نجحنا في صنع مادة نانوية جديدة وأفضل من أسلاك الذهب النانوية مع مطاط السيليكون الناعم للغاية. يقول تيبرانت: “لقد أدى دمج هذه العناصر معًا إلى إنتاج موصل يتمتع بموصلية كهربائية عالية، وهو ناعم جدًا، ومصنوع من مواد متوافقة حيويًا تعمل مع الجسم”.
يتم استخدام مطاط السيليكون في الغرسات الطبية، بما في ذلك زراعة الثدي. تحتوي الأقطاب الكهربائية الناعمة أيضًا على معادن مثل الذهب والبلاتين، والتي تُستخدم عادةً في الأجهزة الطبية للأغراض السريرية.
ومع ذلك، فإن إنشاء هياكل ذهبية نانوية طويلة وضيقة يتطلب جهدًا كبيرًا. وقد شكل هذا تحديًا كبيرًا، لكن الباحثين طوروا طريقة جديدة لإنتاج أسلاك ذهبية نانوية باستخدام أسلاك فضية.
إن خصائص الفضة الفريدة تجعلها مادة ممتازة لإنشاء الأسلاك النانوية التي يهتم بها الباحثون. كما يتم استخدام الفضة أيضًا في بعض المواد النانوية القابلة للتمدد. ومع ذلك، عيب واحد من الفضة هو أنها تفاعلية كيميائيا.
مع مرور الوقت، قد تفقد أدوات المائدة الفضية بريقها بسبب التفاعلات الكيميائية على السطح؛ وبالمثل، يمكن أن تتدهور الفضة الموجودة في الأسلاك النانوية، مما يتسبب في هروب أيونات الفضة. التركيزات العالية من أيونات الفضة يمكن أن تكون سامة للإنسان.
من المتوقع أن تستمر لسنوات
أظهر الباحثون أن الأقطاب الكهربائية الدقيقة الناعمة والمرنة يمكنها تحفيز والتقاط الإشارات من عصب الفئران.
يجب أن تدوم المادة لفترة طويلة في التطبيقات التي تحتوي على إلكترونيات ناعمة مدمجة في الجسم. واختبر الباحثون ثبات المادة الجديدة وخلصوا إلى أنها ستستمر لمدة ثلاث سنوات على الأقل، وهو أفضل من العديد من المواد النانوية التي تم تطويرها حتى الآن.
تم تمويل البحث من قبل العديد من المنظمات، بما في ذلك المؤسسة السويدية للبحوث الاستراتيجية، ومجلس البحوث السويدي، ومؤسسة كنوت وأليس والنبرغ، بالإضافة إلى مجال البحث الاستراتيجي للحكومة السويدية في المواد الوظيفية المتقدمة في جامعة لينشوبينغ.
بالنقر فوق “تسجيل”، فإنك تؤكد أنك تقبل شروط الاستخدام وسياسة الخصوصية لهذا الموقع
عن المحرر
كابيل كاجال كابيل كاجال صحفي حائز على جوائز وله محفظة متنوعة تشمل الدفاع والسياسة والتكنولوجيا والجريمة والبيئة وحقوق الإنسان والسياسة الخارجية.
